智能分析系統在智慧油庫中的應用

郝俊祥

（中國石油天然氣股份有限公司河南銷售分公司 信息化管理處，鄭州 450001）

0 引言

視頻監控是油庫安全防范系統的重要組成部分，是一種防范能力較強的綜合系統。目前，隨著社會經濟的飛速發展和科學技術的進步，視頻監控系統以其直觀、準確、及時和內容豐富的特點而廣泛應用于許多場合，然而視頻監控的規模化應用致使通過人工去辨別很難做到萬無一失。計算機技術的飛速發展為視頻監控的應用提供了更大的展示舞臺，智能技術在數字安全防范領域也得到越來越多的應用。如果在視頻監控中加入對視頻的智能分析，可以對關注的視頻源實時分析，有效避免信息遺漏，使各種高風險行為在發生之初就被發現，并提醒值班人員，從而避免危險發生。這不但能大大提高視頻監控的效果和質量，有力降低監控工作人員的工作強度，同時也使整個監控系統得到很好的融合。

1 在視頻監控中應用視頻智能分析的必要性

傳統的視頻監控系統通常是通過人員監控和錄像來實現安全防護的，實際上并不能主動有效地保障安全，尤其是監控點過多的時候，監控人員根本無法顧及所有監控場景。同時，監控人員的注意力很難保證二十四小時都能準確高效地監控所有監控場景。此外，“被動錄像”通常只能在“事件”發生之后通過調用錄像進行回放取證，一方面損失已經產生不可能挽回；另一方面，通過人工回放錄像取證的方式效率十分低下。

智能分析視頻監控則可以有效地解決以上問題。智能監控的主要特征是采用計算機視覺方式，在幾乎不需要人為干預的情況下，通過對攝像機拍錄的圖像序列進行定位、識別和跟蹤，并在此基礎上分析和判斷目標的行為，從而做到既能完成日常管理又能在異常情況發生的時候及時做出反應。

2 視頻智能分析的實現原理

視頻智能分析是計算機圖像視覺技術在安防領域應用的一個分支，是一種基于目標行為的智能監控技術。區別于傳統的移動偵測技術，智能視頻分析首先將場景中的背景和目標分離，識別出真正的目標，去除背景干擾（如樹葉抖動、水面波浪、燈光變化），進而分析并追蹤在攝像機場景內出現的目標行為。智能視頻分析與移動偵測的本質區別是前者可以準確識別出視頻中真正活動的目標，而后者只能判斷出畫面變化的內容，無法區分目標和背景干擾。所以智能視頻分析相對于移動偵測，其抗干擾能力有了質的提高。視頻分析技術通常采用背景減除技術來進行圖像變化的檢測（如入侵、丟包、逆行等都是一種模式的圖像變化），即將視頻幀與基準背景圖像進行比較，相同位置的像素（區域）變化則認為是變化了的區域，對這些區域進一步處理、識別、跟蹤，得到包括目標位置、尺寸、形狀、速度、停留時間等基本形態信息和動態信息，完成目標的跟蹤和行為理解之后，也就完成了圖像與圖像描述之間的映射關系，從而使系統進一步進行規則判定，直到觸發報警。

3 視頻智能分析在智慧油庫中的具體應用

視頻智能分析在智慧油庫中的應用主要分為三大類：一是識別類，二是行為分析類，三是業務規范類。識別類又分為人臉識別、車牌識別、煙火識別、安全帽檢測、工作服檢測等；行為分析類分為區域入侵、翻越圍墻、徘徊檢測、物品遺留、物品看守、違規停車、人員跌倒、人員聚集、離崗睡崗等的檢測。業務規范類分為通過人體姿態識別判斷操作是否符合規則，相應位置對相應人數、人員所站位置的要求，是否按照要求放置標識物，安裝位置、次序等的判斷。

3.1 識別類

首先是人臉識別和車牌識別，在智慧油庫的進出門崗中發揮了重要作用，大大縮短了內部車輛和人員進出庫區的時間，并且詳細保留了所有人員、車輛的進出記錄，配合后臺的大數據分析，對所有進出人員和車輛進行分析統計，防患于未然，對異常情況盡早發現。對于重點油罐區，所有人員必須刷人臉才能進入，對安全人員和工作人員做人臉考勤的同時，對作業人員也起到了監督提醒的作用。對于違反作業時間的人員，在進出門禁時能及時進行提醒，違反作業時間達到系統設定次數的人員，系統會將其自動加入黑名單。對作業人員進行安全培訓及處罰后，由系統管理人員將其移出黑名單，作業人員方可再次進入油罐區。

煙火對于油庫來說是天敵，怎么防范都不為過。通過視頻進行智能煙火檢測，可以彌補煙火感應器靈敏度和監控范圍的不足，同時，由于其布署靈活，可根據環境深度學習的特性，以及靈敏度高等優越條件，對智慧油庫的安全管理能起到多重保障作用。

安全帽和工作服檢測，一是在重點區域的入口位置進行自動檢測，第一時間篩選出不按規定穿戴的人員，并提醒值班人員。二是自動檢測代替人工檢查，避免人工可能出現的疏忽。三是檢測特定工作場所需要的工作人員數量。四是重點場所所有攝像頭都可以檢測安全帽和工作服，達到無死角覆蓋，防止有人懷有僥幸心理。

3.2 行為分析類

區域入侵、翻越圍墻等行為分析在解決傳統紅外對射危險性和誤報等問題的基礎上，能夠隨時布署，隨時改變位置和區域，并且能夠靈活設置檢測物體的大小，判斷物體在區域內停留的時間，大大地減少誤報，并且配合完善的預警系統，出現報警，第一時間語音提醒值班人員，自動彈出現場視頻，對現場視頻進行抓圖和報警預錄像，在留下報警記錄的同時，第一時間方便快速地回看事件發生的整個過程（報警預錄像可以設置錄制報警事件前后的延時時間，因為報警存在延時性，預錄像確保錄下事件完整的過程）。徘徊檢測在人員心里猶豫、糾結時即提出預警，防患于未然。物品遺留主要防止施工區域內施工人員遺留下施工工具及材料，也可防止背包、紙箱等物品遺留在油庫內，防止危險發生。物品看守主要對一些重要設施（如消防設施等）或材料等進行看守，物品遺留和物品看守可以設置檢測時間，過濾掉一些遮擋或適時停留的誤報。違規停車檢測車輛是否按規定停放，是否停入對應停車位等。人員跌倒檢測在作業區域內是否有人突然跌倒或異常躺下的情況，防止作業人員中毒、突發疾病等危險情況的出現，尤其在一些高危險作業區。人員聚集檢測多人聚集在一起的情況，人員聚集一是可能有危險情況或奇怪事情出現，二是可能有作業區內工作人員聚集聊天的情況，人員聚集可以設定聚集人數、聚集時間等參數，在指定區域內首先檢測到人，然后每個人員有對應編號，從而可以確定區域內每個人員的停留時間。離崗、睡崗主要檢測值班人員是否有離開值班室超過設定時間和在值班室內睡覺的情況，從而對值班人員提出更高的要求，也確保重要崗位不離人。

3.3 業務規范類

業務規范類是通過人體姿態，識別作業人員的手、腳、頭等部分的動作細節和方向、速度等。一是判斷某個作業區內的工作人員是否按規定流程進行操作，動作是否到位等情況，同時對一些激烈動作進行判斷，比如奔跑、打架等動作。二是一些作業過程是否達到或超過作業人數，對人和數量進行判斷。三是判斷作業人員是否到達某個區域或者執行了某個動作。四是某個作業區域內有人作業時，是否有放置警示牌等，結合區域入侵檢測、物品識別、人員識別等多個算法。

4 油庫管理提升

4.1 對人員的管理

可通過人臉識系統及人臉門禁考勤管理系統對外來人員及內部人員進行管理，防止非授權人員進入禁入區域。通過監控智能分析系統實現庫區周邊可能存在的人員翻墻、徘徊、遺留、越界等行為的分析，提醒相關人員進行處理。通過人臉識別系統的設定完成各個工作區的相關管理，人員進入庫區的時間、人數、人員名錄、出入管理等通過服帽分析及公共廣播系統可實現對工作人員進行庫區的安全提醒及作業糾正。

4.2 對于機器和設備的管理

通過監控管理系統與工業自動化系統進行數據采集，將設定完成的參數呈現在大屏幕上進行預警管理，通過公共廣播系統及監控聯動可提示相關人員查看并處理報警信息，同時也可將數據回饋給工業控制系統進行非人為干預自動關閉相應電動閥等設備。還可通過車輛測重系統對進行庫區的車輛進行快速稱重管理，并且對人臉、證件、車牌進行智能視頻識別，保證進入庫區作業所有車輛合規合法，司機及車輛情況符合規定要求。

4.3 對物料的管理

通過監控系統的智能分析可準確地定位物品所在的位置是否發生了變化，如有變化時可在后臺系統上顯示并報警，通過大屏幕實現監控，也可以通過RFID 電子標簽的功能，準確定位物品的位置。

4.4 對法規和流程的管理

通過單兵系統及智能視頻視圖分析系統可實現以上所有作業的監管及指揮。可通過3G＼4G＼WiFi 等將實時的音視頻數據回傳至中控管理中心，中心可通過視頻分析監督合規性，系統也可通過前端和后臺同時進行實時存儲，以備事后查詢。庫區可通過自建WiFi 系統對所有設備進行覆蓋管理。

4.5 對環境的管理

通過高點智能煙火分析系統及氣象管理系統，可實現對庫區內外進行管理，如有天氣和煙火方面的問題，系統自動報警并進行跟蹤，指導相關工作人員進行處理，也可通過便攜監控系統通過WiFi 傳輸至中控室進行點對點的管理，保證施工人員的作業規范性，通過巡更系統可對庫區內相關情況進行管理，防止安全事故的發生。消防系統與智能分析系統的對接可以做到消安防無縫對接，實現聯動管理，自動激活運行，保證生產安全。

綜上所述，視頻智能分析在智慧油庫中發揮著非常重要的作用。當然智能分析算法是死板的，需要結合現場環境、業務邏輯、預警功能、地圖定位、大數據分析、報表統計等一系列的關聯動作不斷調整，并在多個油庫試點之后，才能真正應用于智慧油庫管理。